KR20140089995A - 표시장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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KR20140089995A
KR20140089995A KR1020130002170A KR20130002170A KR20140089995A KR 20140089995 A KR20140089995 A KR 20140089995A KR 1020130002170 A KR1020130002170 A KR 1020130002170A KR 20130002170 A KR20130002170 A KR 20130002170A KR 20140089995 A KR20140089995 A KR 20140089995A
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혼고유키
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한관영
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 구현에 따르면, 제1 플라스틱 기재, 상기 제1 플라스틱 기재의 일면에 배치된 제2 플라스틱 기재; 및 상기 제2 플라스틱 기재의 일면에 배치된 제3 플라스틱 기재를 포함하고, 상기 제2 플라스틱 기재는 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 우레탄 수지 또는 이들의 조합을 포함하며, 상기 제1 플라스틱 기재와 제2 플라스틱 기재의 굴절률 차는 0.04 이하인 표시장치용 윈도우에 관한 것이다.

Description

표시장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치{WINDOW FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE WINDOW}
표시장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
현재 알려져 있는 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라스마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(eletrophoretic display device) 등이 있다.
이러한 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 모듈과 상기 표시 모듈을 보호하는 윈도우를 포함한다.
상기 윈도우는 단일 또는 2종 이상의 플라스틱 기재를 사용하여 제작될 수 있다.
그러나, 2종 이상의 플라스틱 기재가 합착되어 제작된 윈도우는 기재 간 서로 상이한 특성으로 인하여 외관 불량이 발생할 수 있다.
일 구현예는 2종 이상의 플라스틱 기재가 합착된 경우라도 외관 특성이 우수한 표시장치용 윈도우를 제공한다.
다른 구현예는 상기 표시장치용 윈도우를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현에 따르면, 제1 플라스틱 기재, 상기 제1 플라스틱 기재의 일면에 배치된 제2 플라스틱 기재; 및 상기 제2 플라스틱 기재의 일면에 배치된 제3 플라스틱 기재를 포함하고, 상기 제2 플라스틱 기재는 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 우레탄 수지 또는 이들의 조합을 포함하며, 상기 제1 플라스틱 기재와 제2 플라스틱 기재의 굴절률 차는 0.04 이하인 표시장치용 윈도우를 제공한다.
상기 제2 플라스틱 기재와 제3 플라스틱 기재의 굴절률 차는 0.04 이하일 수 있다.
상기 제2 플라스틱 기재는 굴절률이 1.50 내지 1.60일 수 있다.
상기 제2 플라스틱 기재는 5㎛ 내지 80 ㎛ 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 플라스틱 기재는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 환상올레핀, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제3 플라스틱 기재는 자외선 경화형 수지를 포함할 수 있다.
상기 제3 플라스틱 기재는 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제3 플라스틱 기재는 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 필러는 실리카, 알루미나, 마이카, 유리 비즈, 티타니아, 산화철 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 제1 플라스틱 기재는 400㎛ 내지 800㎛ 두께를 가질 수 있다.
상기 제3 플라스틱 기재는 5㎛ 내지 100㎛ 두께를 가질 수 있다.
상기 표시장치용 윈도우는 표면 헤이즈 값이 1.0% 미만일 수 있다.
다른 구현예에 따르면 표시 패널, 그리고 상기 표시 패널의 일면에 위치하는 상술한 표시장치용 윈도우를 포함하는 표시장치를 제공한다.
표시장치용 윈도우의 외관 특성이 향상된다.
도 1은 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우를 도시한 단면도이다
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우(100)는 제1 플라스틱 기재(110), 상기 제1 플라스틱 기재(110)의 일면에 배치된 제2 플라스틱 기재(120); 및 상기 제2 플라스틱 기재(120)의 일면에 배치된 제3 플라스틱 기재(130)를 포함한다.
제1 플라스틱 기재(110)는 고분자 화합물로 만들어질 수 있으며, 예컨대 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리염화 비닐리덴, 폴리불화 비닐리덴, 폴리에스테르, 환상올레핀, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 그 중에서도 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 환상올레핀폴리머, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합을 포함하는 것이 내열성의 관점에서 바람직하다.
제1 플라스틱 기재(110)는 플라스틱 수지의 사출을 통해 다양한 형상으로 성형될 수 있다.
제1 플라스틱 기재(110)의 굴절률은 1.47 내지 1.60일 수 있고, 상기 범위 내에서 1.49 내지 1.58일 수 있다. 본 명세서에서 굴절률 값은 모두 아베굴절계(ATAGO사, DR-M2)로 측정한 결과이다.
제1 플라스틱 기재(110)는 약 400㎛ 내지 800㎛ 두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 윈도우를 박막화 하면서도 표시 패널을 충분히 보호할 수 있다.
제2 플라스틱 기재(120)는 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 우레탄 수지 또는 이들의 조합을 포함한다.
폴리에스테르 수지와 폴리에스테르 우레탄 수지는 투명한 고분자 중에서 상대적으로 높은 경도를 가진다. 제2 플라스틱 기재(120)는 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 우레탄 수지 또는 이들의 조합을 포함함으로써 표시장치용 윈도우의 휨 발생이 줄어들 수 있다. 또한 비교적 얇은 두께를 가지고 제3 플라스틱 기재(130)를 충분히 지지할 수 있어, 표시장치용 윈도우(100)의 박막화가 실현될 수 있다.
제2 플라스틱 기재(120)는 5㎛ 내지 80 ㎛ 두께를 가질 수 있다. 제2 플라스틱 기재(120)의 두께가 5㎛ 미만이면 기재로서의 강도가 약하고 가공 효율이 감소할 수 있고, 80 ㎛을 초과하면 박막화의 관점에서 바람직하지 않다.
한편, 제1 플라스틱 기재(110)와 제2 플라스틱 기재(120)의 굴절률 차는 0.04 이하이다. 본 명세서에서 굴절률 차는 절대값을 의미한다.
제1 플라스틱 기재(110)와 제2 플라스틱 기재(120)의 굴절률 차는 0.04 이하이면, 제1 플라스틱 기재(110)와 제2 플라스틱 기재(120) 간의 계면 반사가 억제됨에 따라 표시장치용 윈도우(100)의 외관 특성이 향상될 수 있다.
제1 플라스틱 기재(110)와 제2 플라스틱 기재(120)의 굴절률 차는 0.03 이하, 0.02 이하, 또는 0.01 이하일 수 있다. 상기 굴절률 차는 적을수록 바람직하며, 굴절률 차가 0이 되는 경우 제1 플라스틱 기재(110)와 제2 플라스틱 기재(120) 간의 계면 반사는 발생하지 않는다.
제2 플라스틱 기재(120)는 굴절률이 1.50 내지 1.60일 수 있으며, 상기 범위 내에서 1.52 내지 1.56일 수 있다. 제2 플라스틱 기재(120)가 상기 범위 내의 굴절률을 가지면, 제1 플라스틱 기재(110)와의 굴절률 차, 그리고 후술하는 제3 플라스틱 기재(130)와의 굴절률 차를 최소화할 수 있다. 이에 따라 표시장치용 윈도우(100) 표면의 반사광 착색을 최소화할 수 있어, 표시장치용 윈도우의 고급감이 향상될 수 있다.
제2 플라스틱 기재(120)는 제1 플라스틱 기재(110)의 일면에 대면하여 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 플라스틱 기재(120)는 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 우레탄 수지 또는 이들의 조합을 포함하는데, 이들 재료는 제1 플라스틱 기재(110)와의 밀착성이 우수하다. 이에 따라, 제2 플라스틱 기재(120)는, 제1 플라스틱 기재(110)와의 사이에 바인더 층과 같은 접합층이 배치됨 없이, 제1 플라스틱 기재(110)의 바로 위에 배치될 수 있다. 이에 따라, 표시장치용 윈도우(100)의 박막화가 실현될 수 있다.
상술한 바와 같이 제3 플라스틱 기재(130)는 제2 플라스틱 기재(120)의 일면에 배치되며, 제2 플라스틱 기재(120)와 0.04 이하의 굴절률 차를 가질 수 있다.
제3 플라스틱 기재(130)가 제2 플라스틱 기재(120)와 0.04 이하의 굴절률 차를 가지면, 제2 플라스틱 기재(120)와 제3 플라스틱 기재(130) 간의 계면 반사가 억제됨에 따라 표시장치용 윈도우(100)의 외관 특성이 향상될 수 있다.
제3 플라스틱 기재(130)는 제2 플라스틱 기재(120)와 0.03 이하, 0.02 이하, 또는 0.01 이하의 굴절률 차를 가질 수 있다. 상기 굴절률 차는 적을수록 바람직하며, 굴절률 차가 0이 되는 경우 제2 플라스틱 기재(120)와 제3 플라스틱 기재(130) 간의 계면 반사는 발생하지 않는다.
제3 플라스틱 기재(130)는 굴절률이 1.47 내지 1.64일 수 있으며, 상기 범위 내에서 1.49 내지 1.60일 수 있다.
제3 플라스틱 기재(130)는 자외선 경화형 수지를 포함할 수 있다.
제3 플라스틱 기재(130)는 상기 자외선 경화형 수지와 함께 광중합 개시제를 더 첨가할 수 있다. 상기 광중합 개시제는 예컨대 아세토페논계 화합물 또는 벤조페논계 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 플라스틱 기재(130)는 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 그 중에서도 투명성 및 표면 경도의 관점에서 아크릴계 화합물이 바람직하다.
제3 플라스틱 기재(130)는 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 필러는 실리카, 알루미나, 마이카, 유리 비즈, 티타니아, 산화철 또는 이들의 조합일 수 있다. 그 중에서도 실리카가 광 투과율의 관점에서 바람직하다.
제3 플라스틱 기재(130)는 5㎛ 내지 100㎛두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께를 가지면, 표시장치용 윈도우(100)는 얇은 두께와 동시에 적정한 표면 경도를 가질 수 있다.
표시장치용 윈도우(100)는 표면 헤이즈 값이 1.0% 미만일 수 있다. 여기서 헤이즈 값은 헤이즈미터（Nippondenshoku사, NDH-5000）로 측정한 결과이다. 상기 범위 내의 헤이즈 값을 가짐으로써 적절한 시인성을 확보할 수 있다.
이하 표시장치용 윈도우의 제조방법에 대하여 설명한다.
상기 제조방법은 제2 플라스틱 기재를 준비하는 단계(a); 상기 제2 플라스틱 기재의 일면에 제3 플라스틱 기재를 형성하는 단계(b); 및 상기 제2 플라스틱 기재의 타면에 제1 플라스틱 기재를 형성하는 단계(c)를 포함한다.
상기 제2 플라스틱 기재를 준비하는 단계(a)에서는 먼저 박리 필름의 일면에 상기 제2 플라스틱 기재를 코팅하여 건조한다.
상기 박리 필름은 표면에 박리성을 가지는 것이면 되고, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 이들의 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 플라스틱 기재의 재료는 상술한 바와 같다.
상기 제2 플라스틱 기재의 코팅은 예컨대 스핀코팅, 슬릿코팅, 스크린 인쇄, 잉크젯, ODF(one drop filling) 또는 이들의 조합과 같은 용액 공정에 의해 수행될 수 있다.
상기 제2 플라스틱 기재의 용액을 코팅하여 건조한 후에, 필요에 따라 자외선 조사 과정을 더 거칠 수 있다.
상기 제2 플라스틱 기재의 일면에 제3 플라스틱 기재를 형성하는 단계(b)에서는 상기 제2 플라스틱 기재의 일면에 제3 플라스틱 기재를 코팅하여 건조한다.
상기 제3 플라스틱 기재의 재료는 상술한 바와 같다.
상기 코팅 및 건조 과정은 상기 박리 필름에 상기 제2 플라스틱 기재를 코팅하여 건조하는 방식과 동일하므로 설명을 생략한다.
상기 제3 플라스틱 기재의 건조 후에 자외선을 조사하여 경화시키는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제2 플라스틱 기재의 타면에 제1 플라스틱 기재를 형성하는 단계(c)에서는 먼저 상기 제2 플라스틱 기재의 일면에서 상기 박리 필름을 제거한다.
이후, 상기 제1 플라스틱 기재의 일면에 상기 박리 필름이 제거된 상기 제2 플라스틱 기재를 적용하고, 사출성형 공정에 통해 원하는 표시장치용 윈도우 형상으로 성형한다.
상술한 윈도우 패널은 다양한 표시 장치에 적용될 수 있다.
윈도우 패널은 표시 패널 위에 배치될 수 있으며, 여기서 표시 패널은 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전계 효과 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등일 수 있다.
이하 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
표시장치용 윈도우의 제작
실시예 1
30㎛ 두께를 갖는 박리 처리층 부착 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 필름 위에 폴리에스테르 수지를 도포한 후 건조하여 제 2 플라스틱 기재를 형성하였다. 상기 제2 플라스틱 기재는 굴절률이 1.56, 두께가 20㎛였다.
그 후 상기 제 2 플라스틱 기재 위에 아크릴 수지를 도포하여, 건조한 후 자외선을 조사하여 경화시켰다. 이렇게 하여 형성된 제3 플라스틱 기재는 굴절률이 1.53, 두께가 10㎛였다.
이어서 상기 박리 처리층 부착 PET 필름이 박리된 제2 플라스틱 기재를 사출 성형기에 삽입하고, 제1 플라스틱 기재의 재료인 폴리카보네이트 수지와 함께 사출 성형하여 표시장치용 윈도우를 제작하였다. 상기 제1 플라스틱 기재는 굴절률이 1.58, 두께가 600㎛였다.
실시예 2
상기 폴리에스테르 수지 대신 폴리에스테르 우레탄 수지를 사용하고, 상기 폴리카보네이트 수지 대신 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 표시장치용 윈도우를 제작하였다. 제1 플라스틱 기재는 굴절률이 1.49이고, 제2 플라스틱 기재는 굴절률이 1.52였다.
실시예 3
아크릴 수지에 SiO2를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 표시장치용 윈도우를 제작하였다. 제3 플라스틱 기재는 굴절률이 1.49였다.
비교예 1
100㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 기재의 일면에 아크릴 수지를 10㎛의 두께 도포하고 자외선을 조사하여 경화시켰다. 이 때 상기 PET 필름의 굴절률은 1.65, 상기 아크릴 수지의 굴절률은 1.53이었다.
상기 PET 필름의 다른 일 면에 5㎛의 두께의 바인더 층을 형성하였다. 상기 바인더 층의 굴절률은 1.51이었다.
한편 사출 성형기에 상기 PET 필름을 삽입하고, 폴리카보네이트 수지를 600㎛의 두께로 사출 성형하여 표시장치용 윈도우를 제작하였다. 상기 폴리카보네이트 수지층의 굴절률은 1.58이었다.
표시장치용 윈도우의 외관 평가
실시예 1 내지 3, 비교예 1에서 제작된 표시장치용 윈도우의 제1 플라스틱 기재 면을 유성 검정 펜으로 검게 칠한 다음, 3 파장 형광등 아래에서 제3 플라스틱 기재 면의 반사광을 육안으로 검사하였다. 형광등과 윈도우 사이의 거리는 1m 였다.
굴절률이 1.51인 소다 글라스와 비교하여, 윈도우의 외관을 하기와 같이 평가하였다.
○：윈도우의 반사광 색이 상기 소다 글라스와 동등
×：반사광 색이 착색
표시장치용 윈도우의 헤이즈 값 측정
헤이즈미터(Nippondenshoku사, NDH-5000)를 사용하여 헤이즈를 측정하였다.
상기 외관 평가와 헤이즈 값 측정 결과는 하기 표 1과 같다.
제1 플라스틱 기재 제2 플라스틱 기재 제3 플라스틱 기재 외관 Haze 윈도우
총 두께
(㎛)
재질 굴절률 재질 굴절률 재질 굴절률
실시예１ PC 1.58 PEs 1.56 AC 1.53 ○ 0.7 630
실시예２ PMMA 1.49 PEsU 1.52 AC 1.53 ○ 0.6 630
실시예３ PMMA 1.49 PEsU 1.52 AC+SiO2 1.49 ○ 0.6 630
비교예１ PC 1.58 PET 1.65 AC 1.53 × 0.6 715
(AC: 아크릴 수지, PEs: 폴리에스테르 수지, PEsU: 폴리에스테르 우레탄 수지, PMMA: 폴리메틸메타크릴레이트, PC: 폴리카보네이트 수지)
표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 3에 따른 표시장치용 윈도우는 소다 글라스와 동등한 수준의 반사광 색을 나타낸 반면, 비교예 1은 반사광 색이 착색되었음을 알 수 있다. 이는, 실시예 1 내지 3에 따른 표시장치용 윈도우는 글라스 윈도우와 동등한 수준으로 외관의 고급감을 나타냄을 의미한다.
또한 실시예 1 내지 3에 따른 표시장치용 윈도우는 모두 총 두께가 630㎛로서, 715㎛인 비교예 1보다 훨씬 얇은 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100: 표시장치용 윈도우 110: 제1 플라스틱 기재
120: 제2 플라스틱 기재 130: 제3 플라스틱 기재

Claims (13)

  1. 제1 플라스틱 기재,
    상기 제1 플라스틱 기재의 일면에 배치된 제2 플라스틱 기재; 및
    상기 제2 플라스틱 기재의 일면에 배치된 제3 플라스틱 기재
    를 포함하고,
    상기 제2 플라스틱 기재는 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 우레탄 수지 또는 이들의 조합을 포함하며,
    상기 제1 플라스틱 기재와 제2 플라스틱 기재의 굴절률 차는 0.04 이하인
    표시장치용 윈도우.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 플라스틱 기재와 제3 플라스틱 기재의 굴절률 차는 0.04 이하인 표시장치용 윈도우.
  3. 제1항에서,
    상기 제2 플라스틱 기재는 굴절률이 1.50 내지 1.60인 표시장치용 윈도우.
  4. 제1항에서,
    상기 제2 플라스틱 기재는 5㎛ 내지 80 ㎛ 두께를 가지는 표시장치용 윈도우.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 플라스틱 기재는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 환상올레핀, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합을 포함하는 표시장치용 윈도우.
  6. 제1항에서,
    상기 제3 플라스틱 기재는 자외선 경화형 수지를 포함하는 표시장치용 윈도우.
  7. 제6항에서,
    상기 제3 플라스틱 기재는
    아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 표시장치용 윈도우.
  8. 제6항에서,
    상기 제3 플라스틱 기재는 필러를 더 포함하는 표시장치용 윈도우.
  9. 제8항에서,
    상기 필러는 실리카, 알루미나, 마이카, 유리 비즈, 티타니아, 산화철 또는 이들의 조합인 표시장치용 윈도우.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 플라스틱 기재는 400㎛ 내지 800㎛ 두께를 가지는 표시장치용 윈도우.
  11. 제1항에서,
    상기 제3 플라스틱 기재는 5㎛ 내지 100㎛ 두께를 가지는 표시장치용 윈도우.
  12. 제1항에서,
    상기 표시장치용 윈도우는 표면 헤이즈 값이 1.0% 미만인 표시장치용 윈도우.
  13. 표시 패널, 그리고
    상기 표시 패널의 일면에 위치하는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 표시장치용 윈도우
    를 포함하는 표시 장치.
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